最小R对称超对称标准模型的味物理研究

As a way to explore new physics beyond the Standard Model (SM), much attention has been paid to the study of rare decay processes. In SM, the prediction of Lepton Flavor Violation (LFV) and the Flavor Changing Neutral Current (FCNC) of top quark are much lower than the detectable range of current experiments. However, in many extensions of the SM, the prediction of LFV and FCNC can reach the current experimental detection range. Therefore, the study of these rare decay becomes an effective way to find and test New Physics(NP) . Among them, the supersymmetric model is one of the most widely studied, which gives a natural explanation of the hierarchy problem of the SM. We will investigate the LFV decays of Higgs boson and tau lepton in the Minimal R-symmetric Supersymmetric extension of the SM (MRSSM), as well as the FCNC decays of top quark, including the derivation of the Feynman rules, mass matrix, Feynman diagrams, simplification of the amplitude to PV integrals, Compiling computer program and so on. We will give the theoretical values of the above rare decays, which provides a basis for finding NP and testing MRSSM model.

作为一种探索超出标准模型的新物理的理论工具，对稀有衰变过程的研究一直被给予很大的关注。在标准模型中，轻子味道破坏过程和Top夸克的味道改变中性流过程远远低于当前实验的可探测范围。但是，在许多标准模型扩展的模型中，轻子味道破坏过程和夸克的味道改变中性流过程可以非常接近当前的实验探测范围。从而，这些稀有衰变的研究成为寻找和检验新物理的一种有效的途径。其中，超对称模型是众多的新物理模型中研究最广泛的一个，它给出了标准模型规范等级问题的自然解释。本项目拟在具有最小R-对称的超对称标准模型(MRSSM)中研究Higgs粒子和tau轻子的轻子味道破坏过程，top夸克的味道改变中性流过程，包括推导模型的费曼规则，质量矩阵，绘制费曼图，化简振幅为PV积分的形式，编译计算机程序等等。项目将给出MRSSM模型下上述三类过程理论预测，进而为实验上寻找新物理和检验MRSSM模型提供依据。

轻子味道破坏衰变的研究对于寻找标准模型之外的新物理是非常重要的，这是因为，由于中微子的质量很小，这些轻子味道破坏衰变的理论预言值在标准模型中是极度压低的。但是，在标准模型的许多扩充模型中，新引入了许多新的轻子味道破坏源可以增强这些衰变分支比的数值。在本项目中，我们在最小R对称超对称模型下研究了这些轻子味道破坏过程以及顶夸克的味道改变中性流衰变。同许多超对称模型一样，在最小R对称超对称模型中，这些轻子味道破坏衰变主要来源于标量轻子质量矩阵的非对角元。使用有效拉矢量方法，上述衰变的衰变宽度可以表述为一系列Wilson系数的多项表达式。一些衰变相关的Wilson系数表达式是通过软件包PreSARAH计算得到的，另一些系数则是使用软件包SARAH内部的程序。衰变分支比的数值计算是由软件包SPheno进行的。.研究结果表明，在最小R对称超对称模型中，带电轻子的三体轻子味道破坏衰变，铝核和钛核中的μe转换，顶夸克的衰变t→qg等过程的分支比或者转换比值与当前实验上的上限非常接近或者在未来实验的探测范围内，这些过程非常有希望在未来实验上观测到。衰变τ→Pl的分支比与当前实验上的上限相比低至少5个数量级，与未来实验的探测范围相比低至少3个数量级。顶夸克的衰变t→qγ，qZ，qh的分支比与当前实验上的上限相比低至少3个数量级。希格斯玻色子的衰变higgs→lτ的分支比与当前实验上的上限相比低至少5个数量级，与未来实验的探测范围相比低至少6个数量级。矢量介子Υ(nS)的衰变Υ(nS)→lτ的分支比与当前实验上的上限相比低至少10个数量级。.项目给出了最小R对称超对称模型下上述衰变过程的理论预测，进而为实验上寻找新物理和检验本模型提供理论依据。